Накануне Нового 2019 года в СМИ прошла информация о том, что Таджикистан «нашел» средства для проведения реабилитации Нурекской ГЭС. К сожалению, в связи с новогодними хлопотами, данная информация прошла практически незаметной для многих. И это не смотря на то, что Нурекская ГЭС является своего рода «сердцем» современного Таджикистана, основой гидроэнергетики и базисом экономики центрально-азиатской страны. Кроме того, именно на Нурекскую ГЭС сделан упор в проекте CASA-1000, согласно которому электроэнергия из Кыргызстана и Таджикистана начнет поступать в соседние страны – Афганистан и Пакистан.
Что же сегодня представляет из себя Нурекская ГЭС? Почему таким неожиданным для граждан страны стал вопрос о необходимости реабилитации Нурекской ГЭС? Да и что вообще значит Нурекская ГЭС для рядового обывателя?
На наш взгляд, лучше всего отношение населения в Таджикистане, да и во всех странах Центральной Азии к Нурекской ГЭС описал автор произведения «Нурекская ГЭС. Таджикистан. Энергогигант на Вахше», участник строительства Савченков Н.Г., посетивший легендарное место в 2007 году: «Идя по чистому, ухоженному городу Нуреку, встречая его жителей, я видел, что у них на лицах, во всём облике написано, что Нурек и ГЭС всегда были, что их никто не строил. Просто были и всё!».
И действительно, большинство жителей Таджикистана воспринимают Нурекскую ГЭС как неотъемлемую часть своей Родины, существовавшую во все времена. И, увы, трудовой подвиг представителей 46 народов СССР, отдавших свои силы, душу, сердце всесоюзной комсомольско-молодежной стройке и сотворивших чудо, потихонечку уходит в небытие. Как и забывается подвиг сотрудников силовых структур России и Таджикистана, которым совместными действиями удалось спасти от разрушения этот уникальнейший по мировым меркам объект во время гражданского противостояния в Таджикистане в 90-ых годах.
А ведь в возможность строительства Нурекской ГЭС мало кто верил в других странах мира. Многие ученые гидротехники, особенно американские, официально заявляли о невозможности осуществления задуманного проекта, утверждая: «если у Советов хватит решимости и сил на это, то катастрофические последствия от неминуемого разрушения плотины и туннелей невозможно даже представить».
Не отставали в плане скепсиса от американцев и европейские светила. Так, например, Карло Терцаги (мировой светило в области механики грунтов), услышав о планах по строительству в Таджикистане 300 метровой плотины, посмеялся и сказал коротко: «Попробуйте»!
И, тем не менее, сказка стала былью, а плотина Нурекской ГЭС на долгие годы стала самой высокой плотиной в мире, выдержавшей все испытания, в том числе и землетрясения, и уступила лишь в 2014 году первенство плотине ГЭС Цзиньпин-1 (Ялунцзян, КНР, 305 метров).
Уникальные характеристики Нурекской ГЭС и небывалый размер проделанной строителями работы вызывают у каждого неравнодушного человека в странах СНГ удивление и преклонение перед трудовым подвигом своих предков. Не будет лишним вспомнить лишь малую толику сделанного руками трудового советского народа и достигнутого гением создателей и верой строителей в свои силы.
Высота плотины Нурекской ГЭС – 300 метров (для сравнения, такова же высота Эйфелевой башни в Париже), объем насыпи 58,9 млн.м3. Израсходовано для укрепления плотины 1,8 млн. м3 бетона и железобетона и произведена цементация 393 тыс.п.м. различных сооружений. При этом, впервые в СССР транспортировка цементного раствора производилась от Центрального растворного узла по трубопроводам в радиусе 1,2 км.
При строительстве Нурекской ГЭС на этапе подготовительных работ произведена открытым способом выемка грунта в объеме 8,2 млн. м3 и подземная выломка скалы в объеме 1,8 млн. м3.
Впервые в СССР на одном объекте построено 40 километров подземных тоннелей различного назначения, длины и диаметра, самый большой – 103 м2 в поперечнике и протяженностью 1,26 км. Поражает воображение и диаметр «маленьких» подземных тоннелей - турбинных водоводов по 6,0 м каждый (высота стандартного двухэтажного дома), облицованных броне листами из специальной высоколегированной стали, толщиной 6 см., на изготовление 1 тонны которой израсходовано по 8 киллограмм ферромолибдена (для сравнения: на изготовление 1 тонны танковой брони расходуется 3 кг).
Не менее впечатляют и другие характеристики Нурекской ГЭС. Так, например, диаметр рабочего колеса всех 9 вертикальных радиально-осевых турбин - 4,75 м. Перед турбинами установлены уникальные шаровые затворы диаметром 4,2 м, рассчитанные на динамический напор 400 м.
Восхищают и размеры Нурекского водохранилища, протянувшегося между хребтами гор на 70 км и имеющего ширину от 2 до 5 км. Общий объем «Нурекского моря», как ласково называют его местные жители – 10,5 млрд.м3, полезный – 4,5 млрд.м3. Для сравнения: общий объем Иваньковского водохранилища («Московское море») – 1,12 млрд.м3, полезный – 0,81 млрд.м3.
Максимальный расход воды через сооружения 5400 м3/сек. Чтобы понять, что означает эта цифра, нужно сравнить этот объем воды, который может быть пропущен через сооружения Нурекской ГЭС в 1 секунду, с аналогичными показателями известных всем рек. Так, например, расход воды в 1 секунду у Москва-реки составляет 109 м3/сек, Невы - 2500 м3/сек, Волги - 8060 м3/сек (у Волгограда).
Так чем же стала Нурекская ГЭС для Таджикистана и всего Центрально-Азиатского региона с момента выведения на полную проектную мощность (2700 тыс. кВт.) в 1979 году?
Во-первых, необходимо отдельно отметить, что благодаря таланту специалистов-эксплуатационников и проведенной ими модернизации всех 9 агрегатов, суммарная мощность Нурекской ГЭС уже в 1979 году стала 3000 тыс. кВт, превысив проектное значение.
Кроме того, благодаря слаженной работе всего коллектива, к моменту пуска последнего 9 агрегата (1979 г.) затраты на строительство Нурекской ГЭС полностью окупились, что еще раз свидетельствует не только о техническом и организационном гении создателей ГЭС, но об их экономическом таланте.
Имеется также отдельный пункт, еще раз подтверждающий величие всего многонационального советского народа: все использованное на строительстве Нурекской ГЭС: техника, строительные материалы и основное технологическое оборудование,- были отечественного производства.
Во-вторых, Нурекская ГЭС вырабатывала в среднем 11,2 млрд. кВт/час самой дешевой в Советском Союзе электроэнергии. Себестоимость 11 кВт/часов была равна 1 копейке (1 кВт/часа= 0,088 коп.). Для «освоения» этих объемов электроэнергии в Таджикистане был построен ряд энергоёмких производств: Таджикский алюминиевый завод (ТадАЗ), Яванский энергохимический комбинат, Вахшский азотно-туковый завод и др. Таким образом, Нурекская ГЭС стала «сердцем» Южно-Таджикского территориально-производственного комплекса, превратившего Таджикскую ССР в промышленно-аграрную республику.
В-третьих, использование Нурекской ГЭС в ирригационном режиме позволило дополнительно оросить около 500 тысяч гектаров земель в 3 республиках Средней Азии за счёт развития машинного и самотёчного орошения, увеличив гарантированный сбор хлопчатника до 18 ц/га; а за счет промывных и предпосевных поливов и возвращению к нормальному режиму вегетации расположенных ниже по течению р. Вахш засоленных сельхоз площадей, дополнительно удалось получать около 500 тыс.тонн хлопка ежегодно. Кроме того, улучшение режима орошения дало возможность на порядок увеличить сбор овощей и фруктов на сельхоз. площадях в пойме р. Амударьи.
В-четвертых, Нурекская ГЭС, работающая при Союзе в уникальном режиме: мощность в «ночные провалы» снижалась до 150-200 МВт, в часы максимума доходила до 3000 МВт,- являлась регулирующей станцией всей Среднеазиатской энергосистемы, обеспечивая стабильность и безаварийность ее работы и позволяя проводить в летний период остановки и ремонты крупных ТЭЦ в Узбекистане и Туркмении.
Кроме того, именно Нурекская ГЭС принесла долгожданное стабильное электроснабжение в дома жителей Южной части Таджикистана (энергосистема Южного Таджикистана работала изолировано, северная часть республики вместе с Кайракумской ГЭС входила в состав энергосистемы Узбекской ССР).
Так в чем же проблема, спросит восхищенный Нурекской ГЭС читатель? Ведь потрясающие результаты работы Нурекской ГЭС за эти годы вызывают только гордость и, вроде бы, не должны давать повод для беспокойства.
Тем не менее, Нурекская ГЭС сегодня переживает не самые лучшие дни. И среди существующих проблем можно условно выделить самые, на наш взгляд, злободневные.
Проблема 1 – заиливание полезного объема Нурекского водохранилища. В верховьях своего течения и вплоть до Нурекского водохранилища Вахт несет огромное количество наносов, равное по объему ежегодному отложению в Нурекском водохранилище до 50-60 млн.м3, то есть равное объему Нурекской плотины.
Во время проектирования схемы гидроэнергетического использования реки Вахш и строительства Нурекской ГЭС, само собой разумеющимся считалась последующая постройка Рогунской ГЭС. Расчеты, учитывающие содержание взвешенных частиц от 50 до 180 кг на 1 кубометр поступающего в водохранилище стока р. Вахш и размеры «мертвого объёма» (подлежащего заилению) Нурекского водохранилища в 6 км3, показывали, что в запасе около 50 лет. Абсолютно все даже самые ярые пессимисты, были уверены, что за этот срок Рогунская ГЭС (полный объем – 13,3 км3) будет построена и опасность заиления Нурекской ГЭС будет устранена как минимум на лет 100.
Однако, прошло уже 45 лет с момента пуска первого агрегата Нурекской ГЭС в эксплуатацию, а Рогунская ГЭС еще не построена.
В результате, за эти годы в Нурекском водохранилище по разным оценкам, отложилось 2-2,2 млрд.м3 наносов, в том числе 0,5-0,6 млрд.м3 наносов в хоне «полезного объема», что уже привело (по самым радужным оценкам специалистов) к уменьшению объема Нурекского водохранилища на 33% и к снижению выработки электроэнергии примерно на 11 % или на 1,25 миллиарда киловатт-часов, что примерно равняется половине проектной выработки Сангтудинской ГЭС-1.
Решений, по мнению специалистов, может быть несколько: удаление наносов, наращивание плотины с соответствующим подъемом НПУ (нормального подпорного уровня) или совмещение этих вариантов. Одна из европейских фирм предложила разработать комплекс мер по смыву и удалению отложений из Нурекского водохранилища. Технически предложение интересное, но стоимость его реализации сопоставима со стоимостью самой Нурекской ГЭС.
Необходимо отметить, что при разных точках зрения на данную проблему, специалисты сходятся во мнении, что главное решение проблемы – скорейшее строительство Рогунской ГЭС на полную проектную (по первоначальному проекту) высоту плотины и мощность ГЭС.
Это не только в полной мере на долгие годы решит проблему быстрорастущей потребности в электроэнергии, но и минимум на сто лет снимет проблему заиления.
Проблема 2 – необходимость реабилитации Нурекской ГЭС, достигнувшей (по заверениям экспертов) расчетного срока службы, что обусловило, по данным из открытых источников, падение генерирующей мощности с 3000 до 2230 МВт. Без реабилитации ГЭС, по мнению экспертов, в течение 15 лет произойдет постепенное снижение генерирующей мощности в 2 раза. Согласно публикациям таджикских и иностранных СМИ, проект восстановления Нурекской ГЭС, стоимостью 650 млн.долларов и состоящий из двух фаз, предусматривает замену 9 гидроагрегатов и реабилитацию инфраструктуры станции вкупе с повышением безопасности эксплуатации плотины. По заявлению пресс-службы Парламента Республика, Таджикистан получит средства для восстановления Нурекской ГЭС (на 1 фазу проекта) от международных партнеров, часть из которых будет представлена в виде грантов, другая часть – в виде льготных кредитов.
О 3-ей, крайне актуальной, на наш взгляд, проблеме, к сожалению, практически ничего не пишут СМИ.
Научное обоснование и пути решения этой проблемы сделаны в ЦАГИ и в доступной для рядового обывателя форме изложены в статье Ю.И.Лобановского «Гидроакустическая теория и проблемы Нурекской ГЭС».
Основываясь на данных исследования причин катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 года, а также еще более десятка других известных происшествий различного уровня на гидро - и гидроаккумулирующих электростанциях, расположенных почти на всех континентах Земли от Австралии до Канады и от Колымы до Чехии, в основе которых оказывалось возбуждение автоколебаний потока воды в напорных системах ГЭС, Лобановский ставит ребром проблему гидроакустической устойчивости Нурекской ГЭС.
По мнению Лобановского, после замены агрегатов Нурекской ГЭС, предусмотренных планом восстановления, без мероприятий, направленных на устранение гидроакустических эффектов, может произойти серьезная авария. Так, например, неустойчивость обновленного восьмого агрегата Нурекской ГЭС на обоих значимых режимах работы при определенных условиях может привести к его вылету из турбинной шахты и разрушению, подобно второму агрегату российской Саяно-Шушенской ГЭС, второму агрегату таджикской ГЭС Памир-1 и единственному агрегату австралийской ГЭС Дартмут. Это, в свою очередь, может вызвать аварию, сравнимую с Саянской, последствия которой для экономики Таджикистана могут быть катастрофическими.
Кроме того, по мнению Лобановского, подход, не учитывающий гидроакустические эффекты, уже дает о себе знать при эксплуатации Байпазинской ГЭС, и может оказаться роковым при проектировании Рогунской ГЭС, чья плотина должна быть еще выше, чем Нурекская, что вполне может привести к тому, что эта новая мощная высоконапорная гидроэлектростанция, не сможет достичь своих проектных характеристик и не оправдает всех надежд, на нее возлагаемых.
Подводя итоги краткому обзору истории и достижений и анализу существующих проблем «основы таджикской энергетики» - Нурекской ГЭС, хочется отметить, что «Энергогигант на Вахше» при соответствующем финансировании, реконструкции и реабилитации с привлечением ведущих специалистов, участвующих в его постройке и эксплуатации, сможет еще много лет быть надежной основой всей энергетики Таджикистана, а при условии окончания строительства и ввода в эксплуатацию Рогунской ГЭС – обеспечить развитие и процветание не только Таджикистана, но и всех центрально-азиатских стран. В связи с чем, таджикистанцы, как и граждане соседних братских стран, надеются, что техническая, организационная, экспертная и финансовая помощь стран-партнеров будет возрастать, а шаги таких интеграционных структур, как Евразийский фонд стабилизации и развития (ЕФСР) будут более решительными.
В свое время Нурекскую ГЭС строили представители 46 народов всех республик СССР. Надеемся, что и возрождать былую славу и мощь таджикистанской энергетики все страны СНГ будут вместе.
Примечание: В работе над статьей использованы доклады, интервью, воспоминания, очерки и др.информационные материалы, принадлежащие ученым, директорам, главным инженерам и др.ответственным лицам, принявшим участие в проектировании, строительстве и эксплуатации Нурекской ГЭС, а также материалы научных статей ЦАГИ и информационные материалы ведущих таджикских и зарубежных СМИ.